如何在CO2培養(yǎng)箱中保持恒定溫度

現(xiàn)代細(xì)胞培養(yǎng)箱  不僅僅是一個(gè)保持細(xì)胞溫暖的盒子。關(guān)于保持濕度,紅外傳感器,HEPA過(guò)濾器和凈化循環(huán)的討論在評(píng)論和廣告中與溫度控制的提及一樣大。然而,如何加熱(也許冷卻)盒子,如何保持溫度均勻性以及獲得和恢復(fù)設(shè)定點(diǎn)的速度仍然是培養(yǎng)箱功能的核心。

在它們建立之后,如果不受干擾,大多數(shù)培養(yǎng)箱可以將37°C的溫度維持在大約十分之一度的范圍內(nèi)。為此,他們依賴于兩種技術(shù)中的一種。**個(gè)用水包圍盒子,利用水的大熱容量使內(nèi)部溫度保持恒定。另一種選擇是更直接地加熱盒子內(nèi)的空氣。每種技術(shù)都具有與濕度,去污等相關(guān)的明顯優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。

水夾克

由于具有比空氣更大的比熱容,傳統(tǒng)上水一直用于調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度。一個(gè)水套在培養(yǎng)箱的外面循環(huán); 水通過(guò)自然對(duì)流與內(nèi)腔交換熱量,并提供相當(dāng)均勻的內(nèi)部溫度和對(duì)外部空氣的熱緩沖。

這種緩沖器在斷電的情況下尤其有用,使得水套式培養(yǎng)箱能夠比沒(méi)有大的周圍熱質(zhì)量的單元保持其熱量大約四到五倍。

但是,已知水夾套會(huì)泄漏,舊金山加利福尼亞大學(xué)(UCSF)細(xì)胞培養(yǎng)核心設(shè)施主任Linda Reilly博士感嘆,他多年來(lái)一直使用水套式培養(yǎng)箱。

它們也非常沉重,必須在移動(dòng)之前清空。移動(dòng)后,它們可以重新填充并重新啟動(dòng) - 但它們需要大約24小時(shí)才能恢復(fù)到穩(wěn)定的工作溫度。

然而,所有這些質(zhì)量都有一個(gè)優(yōu)勢(shì):它會(huì)抑制可能對(duì)敏感細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響的振動(dòng)。

空氣夾克

水套式培養(yǎng)箱當(dāng)然仍在制造,營(yíng)銷,推廣和改進(jìn)。然而,似乎大多數(shù)新型號(hào)都有一個(gè)周圍的空氣夾克(通常在某種jue緣內(nèi)),內(nèi)部空氣被一個(gè)或多個(gè)加熱器加熱。由于內(nèi)部腔室直接加熱,因此這種型號(hào)能夠更快地安裝并且可以更快地恢復(fù)溫度。(市場(chǎng)上**少有一個(gè)培養(yǎng)箱,內(nèi)腔周圍有一層薄薄的高熱容凝膠,使其具有水夾套和空氣夾套型號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。)

一些氣墊式模型依靠自然對(duì)流來(lái)保持熱量均勻分布在腔室內(nèi),其他則增加了機(jī)械輔助。據(jù)明尼阿波利斯G家細(xì)胞培養(yǎng)中心副主任Scott Waniger指出,強(qiáng)制空氣可導(dǎo)致培養(yǎng)物蒸發(fā)增加,即使存在濕度鍋。

除了產(chǎn)生振動(dòng)之外,風(fēng)扇還可以將真菌和細(xì)菌等污染物帶回家。**少,風(fēng)扇需要添加另一個(gè)需要定期更換的HEPA過(guò)濾器。

空氣夾套培養(yǎng)箱的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以加入熱去污,通常使用90°Cmoist-heat循環(huán)或180°Cdry-heat循環(huán)。這在水夾套模型上是不實(shí)際的。(注意事項(xiàng):許多培養(yǎng)箱都裝有可能被高溫?fù)p壞的儀器。這包括用于監(jiān)測(cè)CO2濃度的紅外傳感器,必須在去污前除去。)

更多想想

放置在培養(yǎng)箱中的振蕩器和其他儀器會(huì)產(chǎn)生熱量,并可能導(dǎo)致隔熱良好的盒子超過(guò)設(shè)定溫度。如果這是一個(gè)問(wèn)題 - 或者如果培養(yǎng)箱沒(méi)有安置在空調(diào)空間中 - 可能需要一個(gè)具有制冷能力的裝置。

有時(shí)放置培養(yǎng)箱會(huì)影響其性能。避免將培養(yǎng)箱放在陽(yáng)光直射下或烤箱或高壓滅菌器旁邊總是一個(gè)好主意。Reilly甚**學(xué)會(huì)了對(duì)強(qiáng)風(fēng)氣源的警惕,比如天花板通風(fēng)口。

制造商通常會(huì)測(cè)試其培養(yǎng)箱的熱點(diǎn)和冷點(diǎn),并經(jīng)常發(fā)布溫度均勻性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。Waniger定期對(duì)自己進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)在培養(yǎng)箱內(nèi)的不同位置放置導(dǎo)線和探針來(lái)繪制溫度圖。通過(guò)移動(dòng)物體可以彌補(bǔ)輕微的差異; 較大的可能需要避開(kāi)培養(yǎng)箱的部分。

但Waniger說(shuō),也許控制培養(yǎng)箱溫度的****佳方法是“訓(xùn)練操作員以保持門關(guān)閉。”